تعريف الطاقة , تعرف علي انواع الطاقة

الطاقة هي المقدرة على القيام بشغل اي احداث تغيير و هنالك صور عديدة للطاقة منها الحرارة و الضوء طاقة كهرومغناطيسية و الطاقة الكهربائيه

 

 

صورة تعريف الطاقة , تعرف علي انواع الطاقة

صور

 

لقد عرف النسان الطاقة كيف يتحكم بالماء و الريح و ربما خطا خطوات في مجال تسخير الطاقة فاخترع الله البخارية مهيئا بذلك و سيلة لاستغلال الطاقة ترتب عليها تحقيق عدد كبير من المنجزات في مجال الصناعة ثم اكتشف مصادر هائلة من النفط .

حيث اننا نجد الطاقة في اشكالها المختلفة سواء اكانت فحما او غازا او نفطا او كهرباء ……..الخ .

فصبح بعد هذا النفط من المصادر الرئيسية للطاقة في ذلك الوقت و لكن نجد ان مصادر هذه الطاقة قابلة للنضوب على الرغم من وجود احتياطى كبير .

وبالتالي لابد من البحث عن مصادر حديثة للطاقة .

 

صورة تعريف الطاقة , تعرف علي انواع الطاقة

 

 
لذلك ربما بدا العلماء في البحث عن بدائل للوقود الحفورى سميت بالطاقة المتجددة تتميز عن الوقود الحفورى بنها لا تنضب مقارنة مع النفط الذى يتوقع له ان ينضب اثناء القرن القادم .

كما ان استغلال الطاقة النووية في توليد الكهرباء محفوف بالمخاطر البيئية اضافة الى ان مصادر اليورانيوم في العالم محدودة و لكن تكفى مدة طويلة .

واستغلال الطاقة المتجددة و منها الطاقة الشمسية و طاقة الرياح و طاقة الكتلة الحيوية و طاقة المساقط المائية و الطاقة الحرارية و طاقة المد و الجزر و طاقة الهيدروجين .

ربما تفى ببعض احتياجات البشر من الطاقة لفترة طويلة من الزمن و ن كانت مساهمة هذه النواع في توليد الطاقة من اجمالى الطاقة المستهلكة في العالم لا يزال محدودا لن هذه النواع من الطاقة المتجددة تحتاج الى مزيد من التطور التقنى لتحسين التكلفة الاقتصادية و بالتالي يتوقع ان تساهم الطاقة المتجددة بصورة فعالة في ترشيد الكهرباء و كذلك في التنقل .

وقد تطرقنا في ذلك البحث عن مصادر الطاقة و نواعها و طريقة الاستفادة من الطاقة المتجددة و طرق البحث عن تلك الطاقة الغير ناضبة .

ولا:تعريف الطاقه
لقد فكر النسان بثلاث مراحل كبار في تصورة للطاقة و هي

المرحلة الولي

كان مفهوم الطاقة ممزوجا مع الطاقة الروحية كما هو في مفهوم النفس و الروح.

المرحلة الثانية=

ري النسان ان بعض المواد الجامدة قادرة على ان تنشا الحركة دون تكوين الحياة .

المرحلة الثالثة

بدت بعد انشتاين و تلامذتة فالطاقة ليست بالنسبة لنا ما دة خاصة و نما هي صفة ملازمة لكل ما دة جامدة او حية تجعلها قادرة على ان تتحول و ن تتغير و ن تولد حالات فيزيائية و كيميائية حديثة و ن تؤثر على غيرها من المواد في هذه العملية .

ففى مرحلة انشتاين اختفت الحدود بين المادة الجامدة و الحياة و تركت المجال لعدد كبير من الحالات المبهمة .

ذا الطاقة هي كيان مجرد لا يعرف الا من اثناء تحولاتة .

وتعرف الطاقة بنها هي عبارة عن كمية فيزيائية تخرج على مظهر حرارة او على مظهر حركة ميكانيكية او كطاقة ربط في انوية الذرة بين البروتون و النيترون .

وكذلك ممكن حساب الطاقة الناتجة من تحويل الكتلة الى طاقة و هذا حسب علاقة انشتاين النسبية كالتالي:

الطاقة = الكتلة × مربع السرعه

حيث ان E هي الطاقة .

وm كتلة المادة التي ممكن تحويلها الى طاقة .

وc سرعة الضوء و تساوى .

وتقاس الطاقة بوحدات متعددة ففى الوحدات الدولية SI تقاس بالجول حيث ان الطاقة لا تستحدث و لا تفني و نما تتحول الى مظهر احدث سواء كليا او جزئيا اي بمعنى احدث اذا تغيرت الطاقة الداخلية لمجموعة معزولة فن الطاقة الداخلية الكلية تظل ثابتة فعند تشغيل جهاز كهربى كالمضخة فن الطاقة الكهربية تتحول الى طاقة ميكانيكية بالضافة الى طاقة حرارية و هو عبارة عن جزء ضئيل يعمل على تسخين تلك المضخة .

نواع الطاقة

تصنف الطاقة الى عدة نوعيات و هي

1 طاقة كيميائية .

2 طاقة ميكانيكيه.

3 طاقة حراريه.

4 طاقة شمسيه.

5 طاقة نوويه.

6 طاقة كهربية .

7 طاقة ضوئيه.

ومن الملاحظ ان هذه الشكال من الطاقة يستلزم كلها الحركة فالحرارة هي عبارة عن هياج للجزيئات و التفاعلات الكيميائية تقتضى اتحاد او تفكك الذرات و اللكترونات التي تربط بينها اي انها حركة و كذلك الطاقة النووية هي اعادة تنظيم للنويات التي تدخل الى نواة الذرة او تظهر منها و بالتالي فالطاقة تنقل و تحمل بشكل حركة او اصطدامات تعطى الحركة بشكل دائم و كل شيء في الكون هو عبارة عن حركة .

فنور الشمس يتحول الى حرارة بعدما كان ربما تخزن داخل المواد بشكل كيميائى و الجدير بالذكر ان كل ما استخدمة النسان من طاقة حتى اليوم كان ناتجا عن ذلك التحول .

والطاقة النووية بحد ذاتها تقسم الى شكلين مختلفين هما

الانشطار و الانصهار و يمثل الانشطار التحول النووى النووى اما الانصهار فيمثل الانصهار التحول الحرارى النووى .

لقد صار من البديهى ان نسبة نمو السكان الحالية على الرض لن تستطيع ان تحافظ على معدل ثابت و بالتالي يؤدى هذا الى زيادة الطاقة فتظهر الحاجة هنا الى البحث عن مصادر بديلة عن مصادر الطاقة الغير متجددة .

(1 الطاقة الكيميائية

هذا النوع من الطاقة متوفر في الطبيعة و من اهم نوعيات الوقود الموجود كالنفط و الفحم و الغاز الطبيعي و كذلك الخشب و الطاقة الكيميائية هي الطاقة التي تربط بين ذرات الجزيء الواحد بعضها ببعض في المركبات الكيميائية او مكونات النواة في العناصر التي تدخل ضمن تفاعلات الانشطار و الاندماج النووى .

وتتم عملية تحويل الطاقة الكيميائية الى طاقة حرارية عن طريق احداث تفاعل كامل بين المركب الكيميائى و بين الكسجين لتتم عملية الحرق و ينتج من هذا الحرارة . و حيث ان كل جزيء في اي مركب لدية مخزون من الطاقة يسمي بالمحتوي الحرارى و هو عبارة عن مجموعة من طاقة الجهد الناتجة عن قوي التجاذب و الطاقة الحركية الناتجة عن الحركة الانتقالية للجزيئات .

فن كل المواد الهيدروكربونية يرافق تفاعلها مع الكسجين انبعاث حرارى و هي تصلح و قودا.

(2 الطاقة الميكانيكية

وهي الطاقة الناتجة من حركة الجسام من مكان الى احدث حيث انها قادرة نتيجة لهذه الحركة على بذل شغل و يصاحب ذلك الانتقال اختلاف في طاقة الوضع Potential Energy و طاقة حركية Kinetic Energy و المثلة الطبيعية لهذا النوع من الطاقة هي

حركة الرياح و ظاهرة المد و الجزر و ممكن ان تنشا الطاقة الميكانيكية بتحويل نوع من الطاقة الى احدث فقد تستعمل المروحة الكهربية في تحويل الطاقة الكهربية الى طاقة ميكانيكية .

ووحدة قياس الطاقة الميكانيكية هي الجول. و يوجد هنالك نوع احدث من الطاقة الميكانيكية هي:

الطاقة الصوتية و يحدث الصوت عند اهتزاز مصدر صوتى بتردد معين و تنتقل طاقة منه الى و سط ما دى مجاور بصورة دورية حتى تصل الى اذن السامع و الصوت لا ينتقل في الفراغ و نما يحتاج الى و سط ما دى لكي تنتقل الموجة الميكانيكية .

والصوت ينتشر على مظهر امواج ميكانيكية تؤثر في الوسط الذى ينتشر فيه مما ينتج عنه اضطراب دورى تتولد تبعا لذلك طاقة صوتية .

وللطاقة الصوتية لها استخدامات كثيرة فممكن ان تستعمل في المجال العسكرى لحداث ضوضاء في البنية التحتية و يحاول النسان حاليا استعمال الطاقة الصوتية للهجوم العسكري.

وكذلك تستعمل الطاقة الصوتية في المجال الطبي .

(3 الطاقة الحرارية

تعتبر الطاقة الحرارية من الصور الساسية للطاقة التي ممكن ان تتحول كل صور الطاقة اليها و الطاقة الحرارية هي عبارة عن الطاقة الحركية التي تمتلكها جزيئات و ذرات المادة .

فعند تشغيل اللات المختلفة باستعمال الوقود الهيدروكربونية تكون=اول خطوة هي حرق الوقود و الحصول على طاقة حرارية تحول بعد هذا الى طاقة ميكانيكية او الى اي نوع من نوعيات الطاقه.

ولا تتوفر الطاقة الحرارية بصورة مباشرة في الطبيعة الا في مصادر الحرارة الجوفية و من المعروف ان جزيئات المادة لها كتلة و سرعة و من ثم تكون=لها طاقة حركية و طاقة وضع و مجموع هاتين الطاقتين تعرف بالطاقة الداخلية له .

وكذلك الاستفادة من الطاقة الحرارية من اشعة الشمس و يتم هذا عن طريق تحويل الطاقة الشعاعية الى طاقة حرارية .

والطاقة الحرارية لها القدرة على الاختراق و النفاذ اثناء الوساط المادية التي تنقسم الى ثلاثة نوعيات و هي

و سط شفاف حرارى و هو الوسط الذى يسمح بنفاذ الشعاعات الحرارية .

(ب و سط نصف شفاف: و هو الوسط الذى يسمح بنفاذ بعض الشعاعات الحرارية و تستعمل هذه الظاهرة في تشييد البيوت المحمية التي تستعمل في زراعة بعض المحاصيل الزراعية التي تكون=مصنوعة من الزجاج الذى يسمح بنفاذ بعض من تلك الشعاعات الحرارية .

(ج و سط معتم حراريا و هو الوسط الذى لا تنفذ منه الشعاعات الحرارية بل يمتص معظمها من الجسام الساخنة المحيطة به . و ترتفع درجة حرارتة مما يؤدى هذا الى زيادة في الطاقة الداخلية التي بدورها تتحول الى طاقة حرارية و يصبح مصدرا لانبعاث الشعاعات الحرارية .

(4 الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي مصدر للطاقة لا ينضب و لكنها تصل الينا بشك مبعثر اذ يبلغ منها بواسطة الشعاع او الانعكاس اكثر من 77 و بالتالي لا ممكن الا استرجاع قسم ضئيل منها .

والطاقة الشمسية طاقة نظيفة فلا ينتج عن استعمالها غازات او نواتج ضارة بالبيئة كما هي الحال في نوعيات الوقود التقليدى .

(5 الطاقة النووية

هى الطاقة التي تربط بين مكونات النواة اي بروتونات او نيترونات و هي تنتج نتيجة تكسر تلك الرابطة و تؤدى الى انتاج طاقة حرارية كبار جدا جدا و هذا حسب علاقة انشتاين كما تقدم .

(6 الطاقة الكهربية

لا يوجد مصدر طبيعي للكهرباء و السبب= في هذا ان كل المواد تكون=متعادلة كهربائيا و الطاقة الكهربية لا تنشا الا بتحويل نوع من نوعيات الطاقة الى طاقة كهربية .ومثال على هذا تحويل الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربية كما هو الحال في المولد الكهربائي.

كما توجد نوعيات اخرى= لتوليد الطاقة الكهربية بتحويل الطاقة النووية الى طاقة كهربية او استعمال الطاقة الشمسية و هذا عن طريق الخلايا الكهروضوئية او تحويل الطاقة الكيميائية كما هو في البطاريات .

(7 الطاقة الضوئية

يتم تحويل الطاقة الضوئية الى نوعيات اخرى= من الطاقة و هذا حسب الحاجة المراد بها كالطاقة الكهربية في الخلايا الضوئية او الطاقة الحرارية في عمليات التسخين الحرارى كما هو الحال في تسخين المياة .

ويستخدم النبات الطاقة الضوئية مباشرة لعمليات التمثيل البنائى لنتاج مركبات عضوية تختزن طاقة كيميائية .

والطاقة الضوئية هي عبارة عن موجات كهرومغناطيسية تحتوى كل منها على حزم من الفوتونات تعطي بالعلاقة الاتية

حيث ان هي الطاقة .

و ثابت بلانك و يساوي

و تردد الحركة الموجية المصاحبة لحركة الفوتون .

وتختلف الموجات الكهرومغناطيسية في خواصها الفيزيائية باختلاف الطوال الموجية فمثلا نجد ان الموجات ذات الطول الموجى الذى يتراوح بين عدة كيلومترات الى عدة سنتيمترات يستعمل في الدوائر اللكترونية و محطات الرسال و الاستقبال التلفزيونى بينما يشغل الطيف المرئى للعين البشرية طولا موجيا يتراوح بين الى .

وتتميز الشعة السينية x-ray و شعة جاما بتردد عالى جدا جدا و بالتالي تكون=ذات طاقة عالية لها القدرة على النفاذ اثناء الوساط المادية .

الشعة السينية و هي عبارة عن اشعة غير مرئية ذات طول موجى قصير جدا جدا و تستعمل في المجال الطبي و كذلك في دراسة البلورات لمعرفة خصائصها .

شعة جاما و هي عبارة عن اشعة لا تتثر بالمجالات الكهربية او المغناطيسية و لها القدرة على النفاذ و هي تعتبر من الشعة الخطرة .

ثانيا

تقسيم مصادر الطاقه

من اثناء تعريف الطاقة نجد ان مصادر الطاقة ممكن ان تقسم الى مصدرين اساسيين هما:

1 مصادر غير متجددة . 2 مصادر متجدده

ولا

مصادر الطاقة الغير متجددة

وهي عبارة عن المصادر الناضبة اي انها سوف تنتهى عبر زمن معين لكثرة الاستعمال و هي متوفرة في الطبيعة بكميات محدودة و غير متجددة و تشمل الوقود الحفورى كالنفط و الغاز و الفحم بكل النواع التي تكونت عبر السنين الماضية في جوف الرض .

وهي ذات اهمية لنها تختزن طاقة كيميائية من السهل اطلاقها كطاقة حرارية خلال عملية الاحتراق .

وتشمل هذه المصادر الطاقة النووية التي تستعمل في عملية توليد الكهرباء عن طريق استعمال الحرارة الناتجة عن عمليات الانشطار النووى في المفاعلات النووية .

وكذلك نجد ان مصادر هذه الطاقة بجانب انها ناضبة فنها ملوثة للبيئة .

ثانيا

مصادر الطاقة المتجددة

وهي عبارة مصادر طبيعية دائمة و غير ناضبة و متوفرة في الطبيعة سواء اكانت محدودة او غير محدودة و لكنها متجددة باستمرار و هي نظيفة لا ينتج عن استخدامها تلوث بيئى و من اهم هذه المصادر الطاقة الشمسية التي تعتبر في الصل هي الطاقة الرئيسية في تكون=مصادر الطاقة و كذلك طاقة الرياح و طاقة المد و الجزر و المواج و الطاقة الحرارية الجوفية و الطاقة و طاقة المساقط المائية و طاقة البناء الضوئى و الطاقة المائية للبحار و المحيطات .

وكذلك نلاحظ ان المصادر المائية و طاقة المد و الجزر و طاقة الرياح هي عبارة مصادر طبيعية للطاقة الميكانيكية .

وسوف نتكلم عن تلك المصادر بالتفصيل

المصادر الغير متجدده

ولا:

الوقود الحفوري:

وهو يشمل النفط و الغاز الطبيعي و الفحم و تعرف بمصادر غير متجددة لنها ناضبة .

والوقود الحفورى هو عبارة المركبات العضوية الناتجة عن عمليات البناء الضوئى حيث ان المواد العضوية للنباتات و الحيوانات لم تتحلل تحليلا كامل بل طمرت تحت طبقات من التربة الرملية و الطينية و الجيرية مما نتج عنه تكون=النفط و الغاز الطبيعي و الفحم الحجرى و طاقة الوقود الحفورى هي طاقة كيميائية كامنة في البترول و الغاز الطبيعي و الفحم المخزون في باطن الرض و هذه الطاقة هي اصلا من الطاقة الشمسية التي قامت عليها النباتات بواسطة عملية البناء الضوئى منذ ملايين السنين .

وقد كان الفحم من اهم المصادر الطبيعية للطاقة اثناء القرن الماضى و ما زال يستخدم حتى يومنا ذلك و يساهم حاليا بحوالى 28 من الطاقة من الاستهلاك العالمي .

حيث يقدر الفحم الموجود داخل الرض بعدة مئات من البلايين من الطنان .

الفحم الحجرى

وهو من اهم مصادر الطاقة الحفورية من حيث حجم احتياطة فالفحم الحجرى يتكون داخل باطن الرض على مدي ملايين السنين و هذا بسبب تحلل مصادر نباتية بسب العمليات البيولوجية في اماكن ذات الضغط الشديد و الحرارة و معزولة عن الهواء .

ويعتبر النفط اكبر منافس للفحم الحجرى و من سبب قلة استعمال الفحم الحجرى مصدرا للطاقة ه وان مصادرة تتركز في عدد قليل من الدول .

كما ان استعمال الفحم الحجرى و قودا مباشرة يستلزم اموال باهظة التكلفة لمحطات التوليد . و من السباب في عدم استعمال الفحم على نطاق و اسع هو اثرة السيء على البيئة و النسان اذ انه مصدر رئيسى لتلوث الهواء و ما يسببة من مشاكل صحية .

والتعدين السطحى للفحم الحجرى يخلف و راءة اراضى و عرة مما تؤدى الى تشوية التربة و عدم صلاحيتها للزراعة كما ان احتراق الفحم الحجرى ربما يؤدى الى تجمع غاز ثاني اكسيد الكربون الذى يؤدى الى ارتفاع درجة حرارة الجو و هي تعتبر من المشاكل الرئيسية التي تواجة سكان العالم و هذا بسبب ما يعرف بالاحتباس الحرارى .

 

  • تعريف الطاقة الحرارية
  • تعريف الطاقة
  • تعريف الطاقه
  • تعريف كمية الطاقة المستهلكة في الأنشطة الإقتصادية
  • تعريف الحاجة الى الطاقه من خاصائص الحياه
  • انواع مصادر الطاقة
  • انواع الطاقه وصور عليها
  • انواع الطاقة المستهلكة في مصفاة تكرير البترول الطاقة الحرارية و الكيميائية الخo&
  • ‬3‭ ‬أنواع‭ ‬مِنَ‭ ‬الطاقة‭ ‬تَنْتَقِل‭ ‬بِصورة‭ ‬أمْواج‭
  • انواع اغزية الطاقه
  • 1٬854 views